NộI Dung
Bạn nghe thấy thuật ngữ hertz trong điện cũng như khi thảo luận về việc truyền sóng điện từ - trong đó sóng ánh sáng và sóng vô tuyến là ví dụ - và tốc độ của bộ xử lý máy tính. Yếu tố chung trong tất cả các hiện tượng này là chúng liên quan đến một số dao động loại và đơn vị hertz được sử dụng để đo tần số của các dao động này. Nó có một ý nghĩa đơn giản. Một hertz chỉ đơn giản là một chu kỳ mỗi giây. Nó thường được viết dưới dạng viết tắt của nó, đó là Hz. Do đó, thay vì viết 100 chu kỳ mỗi giây, các nhà khoa học viết 100 Hz.
Điện cung cấp năng lượng cho các ngôi nhà trên toàn thế giới được gọi là AC - dòng điện xoay chiều - điện. Thay vì chảy trực tiếp giữa một cặp cực, dòng điện xoay chiều và số chu kỳ trên giây được biểu thị bằng hertz. Tần số của điện được tạo ra không giống nhau ở mọi quốc gia, nhưng nó là một tần số 60 Hz trên khắp Bắc Mỹ. Nói chung, năng lượng điện từ bao gồm các dạng sóng dao động và tần số của các dao động, được biểu thị bằng Hz, xác định các đặc tính của bức xạ.
Nguồn gốc của đơn vị Hertz
Hertz được đặt theo tên của Heinrich Hertz (1857 Từ1894), một nhà vật lý người Đức có công chứng minh cho sự tồn tại của bức xạ điện từ. Những khám phá của ông đã xác nhận các lý thuyết do James Clerk Maxwell thiết lập và đưa ra trong bốn phương trình nổi tiếng đã xác định rằng ánh sáng và nhiệt là hiện tượng điện từ.
Trên đường đi, Hertz cũng là nhà nghiên cứu đầu tiên xác nhận sự tồn tại của hiệu ứng quang điện và là người đầu tiên phát hiện ra sóng vô tuyến. Không phải là một người đàn ông thực tế, Hertz không tin rằng những thành tựu này sẽ có ích cho thế giới, nhưng thực tế, họ đã đặt nền móng cho thời đại không dây hiện đại. Đối với tất cả những thành tựu của ông, thế giới khoa học đã vinh danh Hertz vào năm 1930 bằng cách đặt tên đơn vị tần số theo ông.
Tại sao điện được tạo ra theo chu kỳ?
Các nhà máy điện trên khắp thế giới tạo ra điện bằng cảm ứng điện từ, một hiện tượng được phát hiện bởi nhà vật lý Michael Faraday và được các nhà vật lý nghiên cứu trong suốt thế kỷ 19. Cơ sở của hiện tượng này là một từ trường thay đổi tạo ra dòng điện trong một dây dẫn. Các trạm phát điện sử dụng nguyên tắc này bằng cách sử dụng hơi nước để quay một cuộn dây dẫn lớn trong từ trường mạnh. Do sự quay của cuộn dây, điện được tạo ra thay đổi cực tính với mỗi vòng quay của cuộn dây. Nó được gọi là dòng điện xoay chiều và tần số của sự dịch chuyển phân cực, được đo bằng Hz, phụ thuộc vào tốc độ quay của tuabin.
Tiêu chuẩn 60 Hz của Bắc Mỹ quay trở lại Nikola Tesla, người đã thiết kế nhà máy điện đầu tiên tại Thác Niagara. Tesla đã phát hiện ra rằng 60 Hz là tần số hiệu quả nhất để phân phối năng lượng dọc theo các đường dây điện. Ở châu Âu và các vùng của châu Á, nơi có tần số tiêu chuẩn của dòng điện xoay chiều là 50 Hz, truyền tải điện kém hiệu quả hơn từ 15 đến 20%.
Đơn vị Hertz trong bức xạ điện từ
Trong bất kỳ loại hiện tượng sóng, tần số và bước sóng là các đại lượng đối ứng. Bởi vì tất cả các bức xạ điện từ truyền đi với cùng một tốc độ - tốc độ ánh sáng - tần số của bức xạ đi xuống khi bước sóng tăng lên. Khi phát triển các khái niệm đằng sau vật lý lượng tử, Max Planck đã phát hiện ra rằng năng lượng (E) của gói sóng ánh sáng - lượng tử - tỷ lệ với tần số của nó (đụ). Phương trình là E = hf, Ở đâu h là hằng số Plancks.
Bức xạ có năng lượng cao nhất là tần số cao nhất và thường được đo bằng megahertz (106 Hz), gigahertz (109 Hz) tất cả các cách lên đến peta hertz (1015 Hz). Bức xạ với tần số trong phạm vi petahertz có thể tồn tại trong lõi của các lỗ đen và chuẩn tinh, nhưng không có trong thế giới trên mặt đất hàng ngày của con người.